Химико-органогенные породы

Осадочные горные породы химического и органогенного происхождения тесно связаны между собой: химические осадки часто выпадают при прямом или косвенном участии организмов, а многие органогенные осадки связаны с химизмом среды. В эту группу химико-органогенных пород входят карбонатные, кремнистые, фосфатные, аллитовые, железистые породы, сернокислые и галоидные, латериты и бокситы (алюминиевые), и каустобиолиты, образовавшиеся путём химического или органогенного осаждения.

Карбонатные породы – известняки (рисунок 65, 66, 67, 68, 69), доломиты (рисунок 71), мергеля (рис. 70), мел, отличаются содержанием минеральных компонентов – кальцита, доломита и глинистых минералов. Известняки содержат 90-95% кальцита (СаСО₃), доломиты – 90-95% СаМg(СО₃)₂, мергели – кальций+ 20-50% глинистых минералов.

Известняки (СаСО₃) имеют органогенное и химическое происхождение и состоят из кальцита. Органогенные известняки состоят из известковистых скелетов и остатков раковин животных и растений. Они подразделяются на коралловые, водорослевые, известняки – ракушечники (из ракушек, рисунок 65), мел (на 60-70% состоит из морских одноклеточных водорослей), известковые туфы (при осаждении из минеральных источников), оолитовые известняки, обломочные, кристаллически зернистые (известняки, образовавшиеся за счёт перекристаллизации других типов известняков).

Рисунок 65 – Известняк-ракушечник

В зависимости от преобладания остатков тех или иных организмов различают известняки криноидные (из скелетов морских лилий), фузулиновые (из корненожек-фузулин), нуммулитовые (раковины в виде монеты), мшанковые, коралловые и др. Известняки, состоящие из целых раковин, называются ракушечниками, из битых – детритусовыми. К органическим известнякам относится и мел, состоящий на 96…99% из мелких частиц порошковатого кальцита, панцирей микроскопических морских водорослей имельчайших раковин фораминифер.

Известняки химического происхождения представлены плотными микрозернистыми массами или встречаются в виде скопления мелких сцементированных шариков – оолитовые известняки, известковых туфов и натеков (сталактиты, сталагмиты, корки). Известковые туфы (рисунок 72) образуются при осаждении кальцита из холодных и горячих водных источников.

Рисунок 66 - Известняк коралловый Рисунок 67 - Известняк коричневый

Рисунок 68 - Известняк мраморовидный Рисунок 69 - Известняк плотный

Мергели (рисунок 70)представляет собой известняково-глинистую породу с содержанием глинистых частиц 30—50%. Это тонкозернистые и однородные породы. Цвет серый, белый, коричневато-желтый. Вскипает от соляной кислоты, при этом на поверхности остается грязно-серое пятно.

Рисунок 70 - Мергель

Во влажном состоянии пластичны (мергели-натуралы используются для производства портланд–цемента).

Доломиты [СаМg(СО₃)₂] (рисунок 71) – образуются при метасоматическом замещении известняков под воздействием подземных магнезиальных растворов и других процессов. Доломит состоит из минерала доломита и содержит в качестве примесей кальцит, глинистые минералы, гипс, флюорит, целестин, опал и др. Доломиты в отличие от известняков реагируют с соляной кислотой только в порошке. Между доломитами и известняками имеются промежуточные разности: известковистый доломит содержит не менее 50%, а доломитизированный известняк — не менее 5% доломита.

Рисунок 71 - Доломиты Рисунок 72 – Известковый туф

Кремнистые породы органогенного и химического происхождения состоят преимущественно из кремнезема. К ним относятся радиоляриты, диатомиты, трепел, опоки и яшмы

Радиоляриты представляют собой слабо сцементированные опаловые скелеты морских одноклеточных организмов радиолярий. Цвет породы желто-серый или красный. Встречаются в Поволжье, на Урале и на Кавказе.

Диатомиты (рисунок 73) состоят из рыхлых или сцементированных опаловых микроскопических скелетов диатомовых водорослей.

Рисунок 73 - Диатомит Рисунок 74 – Трепел

Порода белая или светло-желтая, легкая, пористая, мягкая и липнущая к языку (сильно поглощает воду). Встречается в Поволжье от Ульяновска до Камышина, в Куйбышевской области.

Трепел (рисунок 74) состоит из зернышек опала размером 0,01…0,001мм с небольшой примесью скорлупок диатомовых водорослей и остатков кремнистых скелетов радиолярий и губок. Возможно это измененные диатомиты или биохимическая порода. Цвет породы белый, желтый, бурый, светло-серый, темно-серый.

Встречается в виде пористых или рыхлых мучнистых масс. Порода легкая, сильно поглощает воду. Залегает обычно в отложениях нижнемелового возраста на Украине, в Белоруссии, в Калужской и Смоленской областях.

Опока (рисунок 75) - опаловидная пористая порода белого или серого цвета, обладающая часто раковистым изломом. Напоминает трепел, но обычно более твердая и при ударе раскалывается с характерным звенящим звуком. Возможно, что по происхождению опоки являются измененными трепелами и диатомитами или породами химического происхождения. Залегают в меловых отложениях Нижнего и Среднего Поволжья.

Рисунок 75 - Опока Рисунок 76 - Яшма

Яшмы (рисунок 76) — твердые, непрозрачные породы с раковистым изломом, полосчатая или пятнистая, окрашенная окислами марганца и железа в красный, желтый, коричневый и зеленый цвета. Радиоляриевые разновидности яшм содержат остатки радиолярий и представляют собой измененные радиоляриты, иногда в значительной степени метаморфизированные. Яшмы безрадиоляриевые могут иметь вулканогенное, химическое и биохимическое происхождение. Используются как красивый поделочный камень.

Сернокислые и галоидные породы (рисунок 77, 78, 79, 80) представляют собой типичные химические осадки. Выпадение их из растворов происходит в замкнутых водных бассейнах, мелководных заливах и соляных лагунах вследствие интенсивного испарения. Из пород этой подгруппы следует отметить каменную соль, состоящую из минерала галита (NаСl), гипс (CaSO₄∙2H₂O), ангидрит (CaSO₄), сильвин (КСl), карналлит (КСl∙МgCl₂∙6Н₂О).

Рисунок 77 – Гипс

Рисунок 78 - Галит Рисунок 79 – Ангидрит

Рисунок 80 - Сильвинит

Железистые породы (рисунок 81) образуются в результате выветривания основных и ультраосновных магматических и метаморфических горных пород с высоким содержанием железа. Железистые породы накапливаются на месте разрушения этих горных пород или переносятся в озера и моря, где осаждаются в результате деятельности бактерий или под воздействием химических процессов. Наиболее распространены различные лимониты, представляющие собой механическую смесь гидроксидов железа с глинистым и песчаным материалом.

Латериты и бокситы (алюминиевые породы, рисунок 82) образуются при выветривании алюмосиликатных магматических пород в условиях субтропического и тропического климата при чередовании засушливых и дождливых сезонов. Латериты (по-латински «латер» - кирпич) — элювиальные образования, состоящие из глинозема (минералы диаспор, гидраргиллит) и гидроксидов железа. Латериты имеют красный цвет, землистое или бобовое (оолитовое) сложение. Мощность латеритной (красноземной) коры выветривания достигает десятков метров.

Рисунок 81 - Лимонит Рисунок 82 - Боксит

Фосфатные породы (рисунок 83, 84) представляют собой породы осадочного и магматического происхождения. Породы осадочного происхождения – фосфориты – пластовые (состоят из фосфорита), зернистые и желваковые (из песчано-глинистых или глинисто-карбонатных пород с примесью зёрен фосфоритов). Содержание Р₂О₅ в фосфоритах составляет 12…40%.

Рисунок 83 - Фосфорит Рисунок 84 - Апатит

Кроме фосфатов кальция в составе фосфоритов встречаются примеси кварца, кальцита, глауконита, остатки радиолярий, диатомий и др.

Фосфориты образуются в морях, озерах и болотах как химическим, так и органогенным путем. Морские пластовые и желваковые фосфориты по А. В. Казакову выпадают в виде химического осадка на глубинах от 50 до 150м и образуют залежи мощностью до 10…15 м (пластовые фосфориты хребта Каратау, Брянские желваковые фосфориты и др.). Используются фосфориты для получения фосфорных удобрений (фосфоритной муки). Фосфаты магматического происхождения – Хибинское месторождение апатитов.

Каустобиолиты – породы органические по составу и органогенные по происхождению. Это горючие углеродистые породы твёрдые (ископаемые угли - бурый уголь, каменный уголь содержание С – 95%, антрацит-содержание С – 93…98%; торф - соединения углерода или смеси углеводородов; горючие сланцы, асфальт, озокерит), жидкие (нефть) и газообразные (горючие газы)..

Торф (рисунок 85) состоит из полуразложившихся травянистых и древесных растительных остатков, содержащих 35…59% углерода. Порода рыхлая, цвет ее коричневый, коричнево-бурый до черного. Торф верховых болот образован главным образом сфагновыми мхами. Его зольность не превышает 1,5…2,0%. Низинный торф осоковый, осоково-тростниковый с зольностью до 10…15% и больше. Торф переходных болот осоково-сфагновый. Используется торф как органическое удобрение и топливо.

Рисунок 85 - Торф Рисунок 86 - Бурый уголь

Бурый уголь (рисунок 86) содержит 67…78% углерода. Плотная темно-бурая порода с землистым изломом. Каменный уголь содержит до 85% углерода, антрацит – 92…97%.

Горючие сланцы (рисунок 87, 88) представляют собой сланцеватые глинистые или мергелистые породы, образуются из остатков водорослей и пропитанные углеводородами. Порода тонкослоистая, темно-серого цвета. При горении ощущается запах битума. Залегает в Эстонии, Ленинградской и Ульяновской областях, на Кавказе. Используется как местное топливо и для химической промышленности.

Рисунок 87- Горючий сланец черный Рисунок 88-Горючий сланец коричневый

Нефть представляет собой смесь жидких и газообразных углеводородов. Маслянистая жидкость от беловато-желтого до темно-коричневого цвета. Среди российских геологов наиболее распространена гипотеза образования нефти в результате разложения животных и растительных остатков без доступа кислорода.

Озокерит и асфальт связаны с месторождениями нефти. Озокерит - горный воск, является продуктом полимеризации и уплотнения нефти. Элементарный состав близок к составу парафина. Порода мягкая, пластичная, цвет изменяется от желтого до темно-бурого, Температура плавления от 50 до 80°. Асфальт - порода более твердая, вязкая, почти черного цвета. Состоит из смеси масел, смол и асфальтенов. Температура размягчения от 20…30 до 80…100°С. Средний элементарный состав: 80…85% С, 9…10% Н. Сапропелиты образуются из остатков водорослей и животных организмов, накапливающихся на дне озёр.

Пирокластические горные породы образуются путём осаждения твёрдых продуктов вулканических извержений – вулканического пепла, песка, бомб, ляпиллей и выброшенных обломков пород.

Вулканические туфы (рис. 89) и туфобрекчии содержат до 25% частиц песка, пыли и глины (осадочный материал). При увеличении количества осадочного материала породы называются туффитами (туфогеные брекчии, туфогенные песчаники). Характерна для этих пород шершавая поверхность, обусловленная остроугольной формой слагающих их обломков.

Список использованной литературы

1.Ананьев, В.П. Инженерная геология: Учебник /В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. – 3-е изд. перераб. и испр. – М.: Высш. шк., 2005. – 275с.

2.Горбылёва, А.И. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие/А.И. Горбылёва, Д.М. Андреева, В.Б. Воробьёв, Е.И. Петровский; Под ред. А.И. Горбылёвой. – Мн.: Новое знание, 2002. – 480с.

3.Добровольский В.В. Геология. Учебник /В.В.Добровольский. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 320с.

4.Добров, Э.М. Инженерная геология: Учебное пособие /Э.М. Добров. – 2 изд. Стер. – М.: Академия, 2008. – 219 с.

5.Зеликов, В.Д. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие /В.Д. Зеликов. – МГУЛ. – 3-е изд. - М.: Изд-во МГУЛ, 2008.- 220с.

6.Карлович, И.А. Геология: Учебное пособие /И.А. Карлович. – М.: Акад. проспект, 2003. – 703 с.

7.Ковриго, В.П. Почвоведение с основами геологии: Учебник /В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, Л.М. Бурлакова. – М.: Колос, 2000. – 416с.

8.Короновский, Н.В.Геология: Учебник /Н.В. Короновский, Н.А, Ясманов. – 4-е изд. стер. – М.: Академия, 2007. – 446 с.

9.Лабораторные методы исследования минералов, руд и пород /Бородаев Ю.С. и др. - М.: МГУ, 1988. - 296с.

10.Лебедева, Н.Б. Пособие к практическим занятиям по общей геологии /Н.Б. Лебедева. - М.: МГУ, 1986. - 111с.

11.Минералы и горные породы СССР. - М.: Мысль, 1970. - 439с.

12.Орловский, Г.М. Методические указания. Минералогия и петрография /Г.М. Орловский, Е.М. Остроумов, Н.А. Литвиненко. - Брянск, 1980. - 40с.

13.Павлинов, В.Н. Основы геологии/В.Н. Павлинов, Д.С. Кизевальтер, Н.Г. Лин. - М.: Недра, 1991. - 270с.

14.Судо, М.М. Геология: Учебное пособие /М.М. Судо. – МНЭПУ. – 2-е изд. – М.,2002. – 128 с.

Маркина Зоя Николаевна

Костюченко Дина Алексеевна

Марченко Сергей Иванович

Соколов Леонид Алексеевич

Дата добавления: 2015-07-15